DE102010026991A1 - Short-arc discharge lamp for use as e.g. light source for background lighting of projectors, has buffer material made of metal with reduced yield stress than anode material and arranged between middle region and edge region - Google Patents

Short-arc discharge lamp for use as e.g. light source for background lighting of projectors, has buffer material made of metal with reduced yield stress than anode material and arranged between middle region and edge region Download PDF

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Abstract

The lamp has an anode (31) and a cathode, which are arranged opposite to each other in a fluorescent tube. The anode comprises a middle region at a pointed end, and an edge region, which radially surrounds the middle region. The pointed end lies opposite to the cathode. A buffer material (36) made of metal with reduced yield stress than anode material is arranged between the middle region and the edge region. The buffer material consists of an insert body (35), which is separated from the anode. The insert body is inserted into an opening by the buffer material.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kurzbogen-Entladungslampe, und sie betrifft insbesondere eine Kurzbogen-Entladungslampe, die als Lichtquelle zur Belichtung etwa auf dem Gebiet der Herstellung von Halbleitern oder Flüssigkristallen oder als Lichtquelle zur Hinterleuchtung von Projektoren angewendet wird.The The present invention relates to a short-arc discharge lamp, and in particular, it relates to a short-arc discharge lamp, which is known as Light source for exposure in the field of production of semiconductors or liquid crystals or as a light source for backlighting is used by projectors.

Kurzbogen-Entladungslampen werden aufgrund des kurzen Abstands zwischen den Spitzenenden eines Paars von Elektroden, die einander gegenüberliegend in einer Leuchtröhre angeordnet sind, durch eine Kombination mit einem optischen System als Lichtquelle für eine Belichtungsvorrichtung oder zur Hinterleuchtung von Projektoren verwendet.Short-arc discharge lamps be due to the short distance between the tip ends of a Pair of electrodes facing each other in a luminous tube are arranged by a combination with an optical system as a light source for an exposure device or used for backlighting projectors.

Die Patentoffenlegungsschrift JP-A-10-188890 (1998) offenbart eine herkömmliche Kurzbogen-Entladungslampe. Diese herkömmliche Kurzbogen-Entladungslampe ist in 7 gezeigt. Eine Leuchtröhre 10 der Kurzbogen-Entladungslampe 1 umfasst einen in der Mitte befindlichen ungefähr kugelförmig geformten Leuchtabschnitt 11 und Versiegelungsteile 12 an dessen beiden Enden. Im Inneren des Leuchtabschnitts 10 sind eine Kathode 21 und eine Anode 31 aus Wolfram o. ä. derart einander gegenüberliegend angeordnet, dass sie zueinander gerichtet sind. Zudem ist in einem Leuchtraum S im Inneren ein Leuchtstoff wie etwa Quecksilber oder Xenon eingeschlossen. An die Kathode 21 und die Anode 31 anschließend ausgebildete Elektrodenschäfte 22, 32 sind über nicht dargestellte Metallfolien in den Versiegelungsteilen 12 versiegelt.The patent publication JP-A-10-188890 (1998) discloses a conventional short-arc discharge lamp. This conventional short-arc discharge lamp is in 7 shown. A light tube 10 the short-arc discharge lamp 1 includes a centrally located approximately spherical shaped luminous portion 11 and sealing parts 12 at both ends. Inside the light section 10 are a cathode 21 and an anode 31 made of tungsten or the like arranged opposite to each other so as to be directed toward each other. In addition, in a luminous space S inside a phosphor such as mercury or xenon is included. To the cathode 21 and the anode 31 subsequently formed electrode shafts 22 . 32 are not shown metal foils in the sealing parts 12 sealed.

In den letzten Jahren wird bei Kurzbogen-Entladungslampen, die beim Herstellungsprozess von Halbleitern oder Flüssigkristallpanelen verwendet werden, wie in der Patentoffenlegungsschrift JP-A-2000-181075 ersichtlich, zur Einsparung von Energie ein (nachstehend als Voll-Standby-Leuchtbetrieb bezeichnetes) Leuchtverfahren angewendet, bei dem die Lampe nicht stets mit konstanter Energie leuchtet, sondern nur bei der Belichtung mit der Nennleistung leuchtet (normaler Leuchtbetrieb) und während Wartezeiten wie etwa bei der Bewegung von Substraten mit einer minimalen Leistung, die geringer als diese Nennleistung ist, leuchtet (Standby-Leuchtbetrieb). So wird zum Beispiel ein Zyklus aus einem Leuchtbetrieb für 0,1 bis 10 Sekunden mit der Nennleistung bei der Belichtung und einem Leuchtbetrieb für 0,1 bis 100 Sekunden mit der Standby-Leistung, die geringer als die Nennleistung ist, während Wartezeiten wiederholt ausgeführt.In recent years, in short-arc discharge lamps used in the manufacturing process of semiconductors or liquid crystal panels, as in the patent publication JP-A-2000-181075 can be seen, for energy saving applied (hereinafter referred to as full-standby lighting operation) lighting method in which the lamp is not always lit with constant energy, but only at the exposure to the rated power lights (normal lighting) and during waiting times such as at the movement of substrates with a minimum power lower than this nominal power is lit (standby lighting). For example, a cycle of a lighting operation for 0.1 to 10 seconds with the rated power in the exposure and a lighting operation for 0.1 to 100 seconds with the standby power lower than the rated power is repeatedly executed during waiting times.

Da es beim Ein- und Ausschalten der Lampe bzw. bei der Veränderung der Eingangsleistung beim Standby-Leuchtbetrieb zu einer Veränderung des vom Lichtbogen zur Anode fließenden Wärmeflusses kommt, verändert sich die Temperatur der Anode und kommt es zu internen Beanspruchungen der Anode. Dabei ist der Mittelbereich 50 der dem Lichtbogen gegenüberliegenden Anodenspitzenendfläche wie in 8(A) und (B) gezeigt der Bereich mit der größten Temperaturveränderung, weshalb auch die Wärmeausdehnung groß wird. Im Gegensatz dazu ist die Temperaturveränderung des ringförmigen Bereichs 51, der diesen Mittelbereich 50 umgibt, geringer als jene des Mittelbereichs 50 und ist auch seine Wärmeausdehnung gering. Daher erfährt der Mittelbereich 50 durch diese Wärmeausdehnung eine Druckspannung vom umfänglichen ringförmigen Bereich 51 her und verformt er sich als Folge so, dass er von der Spitzenendfläche vorspringt. Ein derartiger Vorsprung kehrt selbst dann, wenn sich die Temperatur des Anodenspitzenendes beim Leuchtbetrieb mit der Nennleistung stabilisiert hat, nicht völlig zu seiner ursprünglichen Form zurück, sondern bleibt bestehen. Überdies tritt diese Formveränderung beim Voll-Standby-Leuchtbetrieb wiederholt auf und der Vorsprung vergrößert sich durch Akkumulation. Dann besteht das Problem, dass sich die Entladung an diesem vergrößerten Vorsprungsteil konzentriert, der Vorsprungsteil abnorm erhitzt wird, das Elektrodenmaterial verdampft und an der Innenwand der Leuchtröhre anhaftet und die Innenwand der Leuchtröhre geschwärzt wird, was eine plötzliche Abnahme der Beleuchtungsstärke hervorruft.Since there is a change in the heat flow flowing from the arc to the anode when the lamp is switched on and off or when the input power changes during standby lighting operation, the temperature of the anode changes and internal stresses on the anode occur. Here is the middle range 50 the anode tip end face opposite the arc, as in FIG 8 (A) and (B) shown the area with the largest temperature change, and therefore the thermal expansion becomes large. In contrast, the temperature change of the annular region 51 who has this mid-range 50 less than that of the mid-range 50 and its thermal expansion is low. Therefore, the mid-range experiences 50 by this thermal expansion, a compressive stress from the circumferential annular region 51 As a result, it deforms and protrudes so that it protrudes from the top end surface. Such a projection does not completely return to its original shape even when the temperature of the anode tip end has stabilized in luminous operation at the rated power but remains. Moreover, this shape change repeatedly occurs in the full-standby lighting operation, and the projection increases by accumulation. Then, there is a problem that the discharge concentrates on this enlarged projection portion, the projection portion is abnormally heated, the electrode material evaporates and adheres to the inner wall of the arc tube and the inner wall of the arc tube is blackened, causing a sudden decrease in illuminance.

Angesichts der Probleme des oben angeführten Stands der Technik ist es die Aufgabe dieser Erfindung, eine Kurzbogen-Entladungslampe bereitzustellen, die einen Anodenaufbau aufweist, wodurch insbesondere bei Kurzbogen-Entladungslampen, die das Voll-Standby-Leuchtverfahren anwenden, die am Anodenspitzenende entstehende Wärmebeanspruchung abgemildert wird, eine Verformung des Mittelbereichs des Anodenspitzenendes verhindert wird, und eine Schwärzung verhindert werden kann.in the face of is the problem of the above-mentioned prior art It is the object of this invention, a short-arc discharge lamp to provide that has an anode structure, which in particular for short-arc discharge lamps, which is the full-standby lighting method apply the heat stress generated at the anode tip end is alleviated, a deformation of the central region of the anode tip end is prevented, and blackening can be prevented can.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit der Kurzbogen-Entladungslampe nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The Solution of this problem is achieved with the short-arc discharge lamp according to claim 1. Preferred developments are in the dependent claims described.

Zur Lösung der obigen Aufgabe ist die Kurzbogen-Entladungslampe nach dieser Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass ein Puffermaterial aus einem Metall mit einer geringeren Streckspannung als jener des Anodenmaterials zwischen den Mittelbereich des Spitzenendes der Anode und den ihn umgebenden ringförmigen Bereich eingefügt ist.to The solution to the above problem is the short-arc discharge lamp according to this invention, characterized in that a buffer material of a metal having a lower yield stress than that of the anode material between the middle area of the tip end of the anode and the him surrounding annular area is inserted.

Ferner besteht eine Weiterbildung darin, dass der Mittelbereich des Spitzenendes aus einem von der Anode gesonderten Einsatzkörper besteht und dieser Einsatzkörper über das Puffermaterial in eine an der Anodenspitzenendfläche gebildete Öffnung eingesetzt ist.Further There is a development in that the mid-range of the top end consists of a separate from the anode insert body and this insert body over the buffer material in an opening formed at the anode tip end surface is used.

Ferner besteht eine Weiterbildung darin, dass das Puffermaterial aus einer Metallfolie besteht, die um den Einsatzkörper gewickelt ist.Further There is a further development in that the buffer material from a Metal foil is wrapped around the insert body is.

Ferner besteht eine Weiterbildung darin, dass der Einsatzkörper aus einem ringförmigen ersten Einsatzkörper und einem über das Puffermaterial in den ersten Einsatzkörper eingesetzten zweiten Einsatzkörper besteht.Further There is a further development in that the insert body from an annular first insert body and one on the buffer material in the first insert body used second insert body consists.

Eine andere Weiterbildung besteht darin, dass an der inneren Umfangsfläche des ringförmigen ersten Einsatzkörpers Sprünge vorhanden sind, die sich an der Anodenspitzenendfläche in der radialen Richtung erstrecken.A Another development is that on the inner peripheral surface the annular first insert body jumps present at the anode tip end surface extend in the radial direction.

Ferner besteht eine Weiterbildung darin, dass der ringförmige erste Einsatzkörper in mehrere Körper geteilt ist.Further There is a further development in that the annular first insert body divided into several bodies is.

Ferner besteht eine Weiterbildung darin, dass die Öffnung eine Durchgangsöffnung ist, die bis zum hinteren Ende der Anode vordringt, der Einsatzkörper aus dem Elektrodenschaft besteht und dieser Elektrodenschaft in die Durchgangsöffnung eingesetzt ist und sein Spitzenende an der Spitzenendfläche der Elektrode liegt.Further There is a development in that the opening a Passage opening is that to the rear end of the anode penetrates, the insert body consists of the electrode shaft and this electrode shaft inserted into the through hole is and its tip end at the tip end surface of the electrode lies.

In einer anderen Weiterbildung sind der Mittelbereich des Spitzenendes und der umgebende ringförmige Bereich durch Ausbilden einer ringförmigen Öffnung an der Spitzenendfläche der Anode gebildet, und das Puffermaterial aus einem Sintermetall ist in diese ringförmige Öffnung eingefügt.In Another development is the mid-range of the top end and the surrounding annular region by forming a annular opening at the tip end surface formed the anode, and the buffer material of a sintered metal is inserted in this annular opening.

Ferner besteht eine Weiterbildung darin, dass in zumindest einem aus der inneren Oberfläche der Öffnung und der äußeren Oberfläche des Einsatzkörpers Ausweichrillen für die Metallfolie gebildet sind.Further there is a development that in at least one of the inner surface of the opening and the outer Surface of the insert body Evasion grooves for the metal foil are formed.

Ferner besteht eine Weiterbildung darin, dass die Ausweichrillen in der Umfangsrichtung gebildet sind.Further There is a development in that the escape grooves in the Circumferential direction are formed.

Bevorzugt sind die Ausweichrillen in der Achsenrichtung gebildet.Prefers the escape grooves are formed in the axis direction.

Da nach der Kurzbogen-Entladungslampe dieser Erfindung ein Puffermaterial aus einem Metall mit einer geringeren Streckspannung als jener des Anodenmaterials zwischen den Mittelbereich des Spitzenendes der Anode und den ihn umgebenden ringförmigen Bereich eingefügt ist, werden insbesondere beim Voll-Standby-Leuchtbetrieb o. ä. auch bei Temperaturveränderungen des Anodenspitzenendes Wärmeverformungen des Mittelbereichs des Spitzenendes durch das Puffermaterial aufgenommen, wodurch es nicht zu einer Verformung und zum Phänomen des Vorspringens kommt und als Folge der Mittelbereich des Spitzenendes nicht abnorm erhitzt wird und keine Schwärzung der Leuchtröhre entsteht. Auch wenn sich das Puffermaterial durch eine Wärmeausdehnung plastisch verformt, dringt diese Ausdehnung des Puffermaterials aufgrund der Bildung von Ausweichrillen in zumindest einem aus dem Einsatzkörper und der Öffnung in diese Ausweichrillen ein, kommt es nicht zu einem Vorspringen von der Spitzenendfläche der Anode und wird dieser Bereich nicht abnorm erhitzt, so dass keine Schwärzung der Leuchtröhre entsteht.There after the short-arc discharge lamp of this invention, a buffer material made of a metal with a lower yield stress than that of the Anode material between the middle region of the tip end of the Anode and the surrounding annular area inserted is, especially in full-standby lighting o. Ä. even with temperature changes of the anode tip end Heat deformations of the central region of the tip end through absorbed the buffer material, which does not cause deformation and the phenomenon of protrusion comes and as a result of Mid-range of the tip end is not abnormally heated and none Blackening of the arc tube arises. Even if the buffer material by plastic thermal expansion deformed, this expansion of the buffer material penetrates due to the Formation of evasion grooves in at least one of the insert body and the opening in these escape grooves, it does not come to project from the tip end surface of the anode and this area is not heated abnormally, so that no blackening the arc tube arises.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematischen Zeichnungen weiter erläutert. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile.The The invention will be described below with reference to schematic drawings further explained. In the figures, like reference numerals designate same parts.

1 ist eine Querschnittansicht des wichtigsten Teils des Spitzenendes der Anode der ersten Ausführungsform einer Kurzbogen-Entladungslampe nach der vorliegenden Erfindung. 1 Fig. 12 is a cross sectional view of the most important part of the tip end of the anode of the first embodiment of a short arc discharge lamp according to the present invention.

2 ist eine Querschnittansicht des wichtigsten Teils der zweiten Ausführungsform. 2 is a cross-sectional view of the most important part of the second embodiment.

3 ist eine Querschnittansicht des wichtigsten Teils der dritten Ausführungsform. 3 FIG. 12 is a cross sectional view of the most important part of the third embodiment. FIG.

4 ist eine Querschnittansicht des wichtigsten Teils der vierten Ausführungsform. 4 Fig. 12 is a cross-sectional view of the most important part of the fourth embodiment.

5 ist eine Querschnittansicht des wichtigsten Teils der fünften Ausführungsform. 5 Fig. 12 is a cross sectional view of the most important part of the fifth embodiment.

6 ist eine Querschnittansicht des wichtigsten Teils der sechsten Ausführungsform. 6 Fig. 12 is a cross-sectional view of the most important part of the sixth embodiment.

7 ist eine Gesamtansicht des Stands der Technik. 7 is an overall view of the prior art.

8 ist eine erklärende Ansicht des wichtigsten Teils von 7. 8th is an explanatory view of the most important part of 7 ,

9 ist eine Querschnittansicht des wichtigsten Teils der Anode der siebenten Ausführungsform. 9 FIG. 12 is a cross-sectional view of the most important part of the anode of the seventh embodiment. FIG.

10 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Spitzenendes von 9. 10 is an enlarged sectional view of the tip end of 9 ,

11 ist eine Querschnittansicht des wichtigsten Teils der achten Ausführungsform. 11 Fig. 12 is a cross sectional view of the most important part of the eighth embodiment.

12 ist eine Querschnittansicht des wichtigsten Teils der neunten Ausführungsform. 12 Fig. 12 is a cross sectional view of the most important part of the ninth embodiment.

13 ist ein Diagramm, das die Wirkung der vorliegenden Erfindung zeigt. 13 Fig. 10 is a diagram showing the effect of the present invention.

1 ist eine Schnittansicht der ersten Ausführungsform, wobei (A) eine Schnittansicht im zusammensetzten Zustand ist, und (B) eine erklärende Ansicht des Zusammensetzungsprozesses ist. 1 Fig. 12 is a sectional view of the first embodiment, wherein (A) is a sectional view in the assembled state, and (B) is an explanatory view of the composition process.

In der Figur ist im Mittelbereich der Spitzenendfläche 33 einer Anode 31 eine Öffnung 34 gebildet, die sich in der Spitzenendfläche öffnet. Außerdem ist ein Einsatzkörper 35 von der Anode 31 gesondert aus dem gleichen Material wie die Anode in einer Form ausgeführt, die mit der Öffnung 34 übereinstimmt, und dieser Einsatzkörper 35 ist durch ein Mittel wie etwa Einschlagen über ein dazwischenliegendes Puffermaterial 36 in die Öffnung 34 eingepresst/eingefügt. Konkret ist ein Einsatzkörper 35 aus Wolfram in die Öffnung 34 der Spitzenendfläche der ebenfalls aus Wolfram bestehenden Anode 31 eingesetzt. Um das Einpressen des Einsatzkörpers 35 zu erleichtern, können die Öffnung 34 und der Einsatzkörper 35 in einer leicht verjüngten Kegelform ausgeführt werden.In the figure, in the middle region, the tip end surface is 33 an anode 31 an opening 34 formed, which opens in the top end surface. In addition, an insert body 35 from the anode 31 Separately made of the same material as the anode in a mold with the opening 34 matches, and this insert body 35 is by a means such as impacting over an intermediate buffer material 36 in the opening 34 pressed / inserted. Specifically, an insert body 35 made of tungsten in the opening 34 the tip end face of the also made of tungsten anode 31 used. To press in the insert body 35 To facilitate, can the opening 34 and the insert body 35 be performed in a slightly tapered cone shape.

Das Puffermaterial 36 besteht aus einem Metallmaterial, dessen Streckspannung bei der gleichen Temperatur geringer als jene der Anode 31 und des Einsatzes 35 ist, konkret etwa aus Tantal, Molybdän, Niob oder Rhenium, und ist bei dieser Ausführungsform eine Metallfolie, die um den Außenumfang des Einsatzes 35 gewickelt und zusammen mit dem Einsatz 35 in die Öffnung 34 eingesetzt wird. Dadurch bewirkt das zwischen dem Einsatzkörper 35 und dem ringförmigen Bereich an seinem Umfang befindliche Puffermaterial 36 eine Kriechverformung, wenn es zu einer Wärmeausdehnung des Einsatzkörpers 35 kommt, der den Mittelbereich des Spitzenendes der Anode bildet, und das Ausmaß der Wärmeausdehnung des Einsatzkörpers 35 wird aufgenommen und abgeschwächt, so dass es nicht zum Erhalt einer Druckspannung durch den umfänglichen ringförmigen Bereich kommt. Als Folge kommt es auch nicht zu einer Formveränderung des Einsatzkörpers 35, der den Mittelbereich des Spitzenendes bildet, und es wird auch kein lokaler Vorsprung gebildet. Daher wird beim Ein- und Ausschalten der Lampe und auch bei der Ausführung des Voll-Standby-Leuchtbetriebs über eine lange Zeit hinweg ein lokales Vorspringen am Mittelbereich des Anodenspitzenendes verhindert und kann das Verdampfen des Anodenmaterials und die dadurch entstehende Abnahme der Beleuchtungsstärke unterdrückt werden.The buffer material 36 is made of a metal material whose yield stress at the same temperature is lower than that of the anode 31 and the use 35 is concrete, for example, from tantalum, molybdenum, niobium or rhenium, and in this embodiment, a metal foil, which is around the outer periphery of the insert 35 wrapped and along with the insert 35 in the opening 34 is used. This causes this between the insert body 35 and the annular portion located at its periphery buffer material 36 creep deformation when there is thermal expansion of the insert body 35 which forms the central area of the tip end of the anode and the extent of thermal expansion of the insert body 35 is picked up and attenuated, so that it does not come to receive a compressive stress through the circumferential annular area. As a result, it does not come to a change in shape of the insert body 35 , which forms the middle portion of the tip end, and no local projection is formed. Therefore, when the lamp is turned on and off, and also during the execution of the full standby lighting operation, local projection at the central portion of the anode tip end is prevented for a long time, and the evaporation of the anode material and the resulting decrease in illuminance can be suppressed.

2 ist eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform, wobei (A) eine Schnittansicht im zusammensetzten Zustand ist und (B) eine erklärende Ansicht des Zusammensetzungsprozesses. Bei dieser Ausführungsform besteht der Einsatzkörper 35 aus einem ersten Einsatzkörper 37 und einem zweiten Einsatzkörper 38. Der erste Einsatzkörper 37 ist als Ganzes ringförmig ausgeführt, wobei in seiner Mitte eine Durchgangsöffnung 40 gebildet ist. In diese Durchgangsöffnung 40 ist der zweite Einsatzkörper 38 über ein Puffermaterial 41 eingepresst eingesteckt. Der so zusammengesetzte Einsatzkörper 35 ist in einem Zustand, in dem ein Puffermaterial 42 um seinen Außenumfang ausgebildet wurde, in die Öffnung 34, die in der Spitzenendfläche 33 der Anode 31 gebildet ist, eingepresst. 2 Fig. 12 is a sectional view of a second embodiment, wherein (A) is a sectional view in the assembled state, and (B) an explanatory view of the composition process. In this embodiment, the insert body 35 from a first insert body 37 and a second insert body 38 , The first insert body 37 is designed as a whole annular, with a through hole in its center 40 is formed. In this passage opening 40 is the second insert body 38 over a buffer material 41 inserted pressed. The composite body so composed 35 is in a state where a buffer material 42 was formed around its outer circumference, in the opening 34 that in the top end face 33 the anode 31 is formed, pressed.

Auch die Öffnung 34 der Anode 31 und die Durchgangsöffnung 40 des ersten Einsatzkörpers 37 bei dieser zweiten Ausführungsform sind so wie bei der obigen ersten Ausführungsform leicht kegelförmig. Auch bei dieser Ausführungsform bestehen die Puffermaterialien 41, 42 aus Metallfolien und sind jeweils um den zweiten Einsatzkörper 38 bzw. den ersten Einsatzkörper 37 gewickelt. Da sich nach dieser Ausführungsform zwei Puffermaterialien 41, 42 zwischen dem Mittelbereich des Spitzenendes der Anode 31 und seinem umfänglichen ringförmigen Bereich befinden, funktioniert die Absorptionswirkung in Bezug auf eine Wärmeausdehnung des Einsatzkörpers 35, der den Mittelbereich des Spitzenendes bildet, noch besser.Also the opening 34 the anode 31 and the through hole 40 of the first insert body 37 in this second embodiment, as in the above first embodiment, they are slightly tapered. Also in this embodiment, the buffer materials exist 41 . 42 made of metal foils and are each about the second insert body 38 or the first insert body 37 wound. Since, according to this embodiment, two buffer materials 41 . 42 between the central region of the tip end of the anode 31 and its circumferential annular region, the absorption effect with respect to thermal expansion of the insert body functions 35 Making the mid-section of the top end even better.

3 ist eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform, wobei (A) eine Schnittansicht im zusammensetzten Zustand ist und (B) eine Ansicht der Unterseite ihres wichtigsten Teils. In der Figur sind auf Seiten der mittleren Durchgangsöffnung des ersten Einsatzkörpers 37, der den Einsatzkörper 35 bildet, mehrere Sprünge 43 gebildet, die an der Spitzenendfläche der Anode 31 freiliegen und sich strahlenförmig in der radialen Richtung erstrecken. Derartige Sprünge 43 werden gebildet, indem eine Dummy-Lampe verwendet wird, eine Kathode in Bezug auf die Anode 31 gegenüberliegend angeordnet und zwischen beiden Elektroden unter bestimmten Bedingungen eine Entladung verursacht wird. Die Entladungsbedingungen lauten zum Beispiel wie folgt:
Durch eine 10 Sekunden lange Entladung bei Entladungsströmen von 20 A für 1 Sekunde und 200 A für 1 Sekunde (0,5 Hz) in einer Argonatmosphäre (1 atm) wurde ein Wärmestoß auf die Anode ausgeübt, wodurch Sprünge (Risse) gebildet wurden. 3 is a sectional view of a third embodiment, wherein (A) is a sectional view in the assembled state and (B) is a view of the bottom of its main part. In the figure, on the side of the central passage opening of the first insert body 37 of the insert body 35 forms, several jumps 43 formed at the tip end surface of the anode 31 expose and extend radially in the radial direction. Such jumps 43 are formed by using a dummy lamp, a cathode with respect to the anode 31 placed opposite and causes a discharge between two electrodes under certain conditions. The discharge conditions are for example as follows:
By discharging for 10 seconds at discharge currents of 20 A for 1 second and 200 A for 1 second (0.5 Hz) in an argon atmosphere (1 atm), a thermal shock was applied to the anode, whereby cracks (cracks) were formed.

Da der innere zweite Einsatzkörper 38 durch diese Entladung noch heißer wird, dehnt er sich nach außen aus. Da dabei der Temperaturanstieg des äußeren ersten Einsatzkörpers 37 nicht so hoch wie jener des zweiten Einsatzkörpers 38 ist, ist auch das Ausmaß seiner Wärmeausdehnung nicht groß. Dadurch erfährt der das äußere Element darstellende erste Einsatzkörper 47 eine Zugspannung in der Umfangsrichtung. Wenn diese Zugspannung eine bestimmte Größe erreicht, kann er der Zugspannung nicht länger widerstehen, und es kommt zur Entstehung von Sprüngen vom Innenumfang in Richtung des Außenumfangs. Die so gebildeten Sprünge 43 weisen einen Spalt von etwa 70 μm auf.Because the inner second insert body 38 it gets hotter by this discharge, it expands to the outside. Since the temperature increase of the outer first insert body 37 not as high as that of the second insert 38 is, the extent of its thermal expansion is not large. As a result, the first insert body representing the outer element experiences 47 a tensile stress in the circumferential direction. When this tensile stress reaches a certain magnitude, it can no longer withstand the tensile stress, and cracks occur from the inner periphery toward the outer periphery. The jumps formed in this way 43 have a gap of about 70 microns.

Nach dieser Ausführungsform ist es bei einer plötzlichen Erhitzung des Mittelbereichs des Spitzenendes der Anode 31 möglich, zusätzlich zur Wirkung der Aufnahme einer Wärmebeanspruchung durch die Puffermaterialien 41, 42 die Wärmebeanspruchung in der Umfangsrichtung abzuschwächen, so dass Verformungen des Mittelbereichs noch sicherer verhindert werden können.According to this embodiment, it is at a sudden heating of the central region of the tip end of the anode 31 possible, in addition to the effect of absorbing a thermal stress by the buffer materials 41 . 42 to mitigate the thermal stress in the circumferential direction, so that deformations of the central region can be more surely prevented.

4 ist eine Schnittansicht einer vierten Ausführungsform, wobei (A) eine Schnittansicht im zusammensetzten Zustand ist und (B) eine Ansicht der Unterseite ihres wichtigsten Teils. Bei dieser Ausführungsform ist der erste Einsatzkörper 37 in der radialen Richtung in mehrere (beim dargestellten Beispiel vier) Blöcke 37A geteilt, durch deren Kombination der erste Einsatzkörper 37 gebildet ist. An den Grenzbereichen zwischen den einzelnen Teilblöcken 37A sind kleine Zwischenräume 44 gebildet, wobei diese Zwischenräume 44 den Sprüngen 43 bei der dritten Ausführungsform entsprechen. Nach dieser Ausführungsform können unter Verzicht auf die komplizierte Tätigkeit zur Herstellung von Sprüngen 43 sicher Zwischenräume, die strahlenförmig in der radialen Richtung verlaufen, gebildet werden. 4 is a sectional view of a fourth embodiment, wherein (A) is a sectional view in the assembled state and (B) is a view of the bottom of its main part. In this embodiment, the first insert body 37 in the radial direction into a plurality (four in the illustrated example) 37A divided, by their combination of the first insert body 37 is formed. At the border areas between the individual sub-blocks 37A are small spaces 44 formed, these spaces 44 the jumps 43 in the third embodiment. According to this embodiment, waiving the complicated activity of making jumps 43 certainly gaps, which are radially in the radial direction, are formed.

5 ist eine Schnittansicht einer fünften Ausführungsform. Die im Mittelbereich des Spitzenendes der Anode 31 gebildete Öffnung ist eine Durchgangsöffnung, die bis zum hinteren Ende der Anode 31 vordringt, und das Spitzenende ist ungefähr kegelförmig ausgeführt. Das kegelförmige Spitzenende 32A eines Elektrodenschafts 32 wird in einem mit einem Puffermaterial 36 aus einer Metallfolie umwickelten Zustand vom hinteren Ende der Durchgangsöffnung 45 her eingesteckt und dieses Spitzenende 32A in die Anode 31 eingepresst, bis seine Spitzenendfläche an der Spitzenendfläche 33 der Anode 31 liegt. 5 is a sectional view of a fifth embodiment. The in the middle region of the tip end of the anode 31 formed opening is a through hole that extends to the rear end of the anode 31 penetrates, and the tip end is made approximately conical. The cone-shaped top end 32A an electrode shaft 32 is in one with a buffer material 36 from a metal foil wrapped state from the rear end of the through hole 45 put in here and this top end 32A into the anode 31 pressed until its tip end surface at the tip end surface 33 the anode 31 lies.

Da der Einsatzkörper 35 nach dieser Ausführungsform aus dem Elektrodenschaft 32 besteht, besteht keine Gefahr, dass sich der Einsatzkörper von der Anode 31 löst. Außerdem wird durch den einen Prozess des Einsteckens des Elektrodenschafts 32 in die Anode 31 gleichzeitig auch der Spitzenend-Einsatzkörper eingesteckt, wodurch eine Verringerung der Prozessschritte erreicht wird.As the insert body 35 according to this embodiment of the electrode shaft 32 There is no risk that the insert body from the anode 31 solves. In addition, by the one process of inserting the electrode shaft 32 into the anode 31 at the same time inserted the tip end insert body, whereby a reduction of the process steps is achieved.

Bei den obigen Ausführungsformen von 1 bis 5 wurde das Puffermaterial 36, 41, 42 als Metallfolie gebildet, doch ist es nicht auf eine Metallfolie beschränkt, sondern es kann auch ein Material aus Tantalpulver o. ä. in Pastenform auf den Einsatzkörper 35 (1), den ersten Einsatzkörper 37 und den zweiten Einsatzkörper 38 (2 bis 4) oder den Elektrodenschaft 32 (5) aufgetragen werden und dieses Material nach dem Einstecken in die Elektrode 32 durch Sintern in einem Vakuumbehälter als Puffermaterial ausgeführt werden.In the above embodiments of 1 to 5 became the buffer material 36 . 41 . 42 formed as a metal foil, but it is not limited to a metal foil, but it may also be a material of tantalum powder o. Ä. In paste form on the insert body 35 ( 1 ), the first insert body 37 and the second insert body 38 ( 2 to 4 ) or the electrode shaft 32 ( 5 ) and this material after insertion into the electrode 32 be performed by sintering in a vacuum container as a buffer material.

6 ist einie sechste Ausführungsform, wobei (A) eine Schnittansicht im zusammensetzten Zustand ist und (B) eine Ansicht der Unterseite. Bei dieser Ausführungsform ist in der Spitzenendfläche 33 der Anode 31 eine ringförmige Öffnung 46 gebildet, wodurch der Mittelbereich des Spitzenendes und der umgebende ringförmige Bereich an der Spitzenendfläche der Anode gebildet sind. In diese ringförmige Öffnung 46 ist ein pulverförmiges Puffermaterial gefüllt, durch dessen Sintern in einem Vakuum ein Puffermaterial 47 zwischen dem Mittelbereich des Spitzenendes und dem umgebenden ringförmigen Bereich gebildet wird. Nach dieser Ausführungsform wird nicht extra ein gesonderter Einsatzkörper gebildet, der in das Spitzenende der Anode 31 eingesetzt wird. Daher besteht auch keine Gefahr eines Lösens. 6 is a sixth embodiment, wherein (A) is a sectional view in the assembled state and (B) is a bottom view. In this embodiment, in the tip end surface 33 the anode 31 an annular opening 46 formed, whereby the central region of the tip end and the surrounding annular region are formed at the tip end surface of the anode. In this annular opening 46 a powdered buffer material is filled, by its sintering in a vacuum, a buffer material 47 is formed between the central region of the tip end and the surrounding annular region. According to this embodiment, a separate insert body is not extra formed in the tip end of the anode 31 is used. Therefore, there is no danger of loosening.

Um die Anode der vorliegenden Erfindung und eine herkömmliche Anode zu vergleichen, wurden auf Basis der ersten Ausführungsform Leuchtversuche hinsichtlich des Grads der Aufrechterhaltung der Beleuchtungsstärke vorgenommen. Die bei den Versuchen verwendeten Lampen wiesen eine eingeschlossene Quecksilbermenge von 30 mg/ccm auf. Was die Abmessungen der Anoden betrifft, betrug der Außendurchmesser 25 mm, die Gesamtlänge 40 mm und der Durchmesser der Spitzenendfläche 10 mm. Die Versuche wurden unter Veränderung des Durchmessers (D) der in der Lampe gebildeten Öffnung 34 vorgenommen.In order to compare the anode of the present invention and a conventional anode, based on the first embodiment, lighting tests were performed on the degree of maintenance of illuminance. The lamps used in the experiments had an included amount of mercury of 30 mg / cc. As for the dimensions of the anodes, the outer diameter was 25 mm, the total length was 40 mm, and the diameter of the tip end surface was 10 mm. The experiments were carried out by changing the diameter (D) of the opening formed in the lamp 34 performed.

Leuchtbedingungen und BewertungLighting conditions and rating

Ein Leuchtzyklus mit einer Eingangsleistung von 5 kW für 5 Sekunden und 3 kW für 50 Sekunden wurde wiederholt ausgeführt und nach einem 500 Stunden langen Leuchtbetrieb das Ausmaß (mm) des Vorspringens des Spitzenendes als Höhe des Vorspringens an der Anodenspitzenendfläche bewertet. Hinsichtlich des Grads der Aufrechterhaltung der Beleuchtungsstärke wurde die UV-Beleuchtungsstärke mit einer Wellenlänge von 365 nm (i-Linie) zu Beginn des Leuchtbetriebs unter den gleichen Leuchtbedingungen als Basis genommen und der Grad der Aufrechterhaltung der Beleuchtungsstärke nach dem 500 Stunden langen Leuchtbetrieb berechnet. Was die Lampen der vorliegenden Erfindung betrifft, wurden Lampen bewertet, bei denen der Durchmesser der am Anodenspitzenende der Lampe gebildeten Öffnung auf 3 mm, 6 mm bzw. 8 mm eingerichtet war.One Luminous cycle with an input power of 5 kW for 5 Seconds and 3 kW for 50 seconds was repeated and after 500 hours of operation the extent (mm) protruding the tip end as the height of the protrusion evaluated at the anode tip endface. Regarding the degree maintaining the illuminance was the UV illuminance with a wavelength of 365 nm (i-line) at the beginning of lighting operation under the same Lighting conditions taken as a basis and the degree of maintenance the illuminance calculated after the 500 hour long lighting operation. As for the lamps of the present invention, lamps became rated at which the diameter of the anode tip of the Lamp formed opening to 3 mm, 6 mm or 8 mm was.

Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 1 angeführt. Tabelle 1 Öffnungsdurchmesser Ausmaß des Vorspringen des Spitzenendes Grad der Aufrechterhaltung der Beleuchtungsstärke (mm) (mm) (in Bezug auf den Beginn) (%) herkömmliche Elektrode - 0,94 86 Elektrode der vorliegenden Erfindung ➀ 3 0,72 89 Elektrode der vorliegenden Erfindung ➁ 6 0,41 92 Elektrode der vorliegenden Erfindung ➂ 8 0,50 92 The test results are shown in Table 1. Table 1 Opening diameter Extent of protrusion of the top end Degree of maintenance of illuminance (Mm) (Mm) (in terms of the beginning) (%) conventional electrode - 0.94 86 Electrode of the present invention ➀ 3 0.72 89 Electrode of the present invention ➁ 6 0.41 92 Electrode of the present invention ➂ 8th 0.50 92

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, betrug das Ausmaß des Vorspringens des Anodenspitzenendes nach einem 500 Stunden langen Leuchtbetrieb bei der herkömmlichen Elektrode 0,94 mm, während es bei den Elektroden der vorliegenden Erfindung mit 0,41 bis 0,72 mm geringer war. Dies führte zu einer starken Verbesserung des Grads der Aufrechterhaltung der Beleuchtungsstärke der i-Linie von den 86% der herkömmlichen Elektrode zu 89 bis 92%.As From Table 1, the amount of protrusion was of the anode tip end after a 500 hour long light operation in the conventional electrode 0.94 mm while 0.41 to 0.72 for the electrodes of the present invention mm was lower. This resulted in a strong improvement the degree of maintenance of illuminance the i-line from the 86% of the conventional electrode too 89 to 92%.

Da, wie oben erklärt wurde, bei der Kurzbogen-Entladungslampe nach der vorliegenden Erfindung zwischen dem Mittelbereich des Spitzenendes der Anode und seinem umgebenden ringförmigen Bereich ein Puffermaterial aus einem Metall mit einer geringeren Streckspannung als der des Anodenmaterials eingefügt ist, wird insbesondere auch bei der Anwendung des Voll-Standby-Leuchtverfahrens die Wirkung erhalten, dass es nicht zu einer Erhitzung des Mittelbereichs des Anodenspitzenendes und einem lokalen Vorspringen kommt und ein Verdampfen des Anodenmaterials infolge eines solchen Vorspringens des Mittelbereichs und eine Abnahme der Beleuchtungsstärke aufgrund einer durch ein solches Verdampfen entstehenden Schwärzung der Leuchtröhre unterdrückt werden können.There, as explained above, in the short-arc discharge lamp according to the present invention, between the central region of the tip end the anode and its surrounding annular area a buffer material made of a metal with a lower yield stress than that of the Anodenmaterials is inserted, is especially at the application of the full-standby lighting system has the effect of that there is no heating of the central region of the anode tip end and a local projection comes and evaporation of the anode material due to such protrusion of the central area and a decrease the illuminance due to a by such Evaporation resulting blackening of the arc tube can be suppressed.

Als nächstes wird eine siebente Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. Die vorliegende Ausführungsform ist ein Anwendungsbeispiel, bei dem das Puffermaterial eine Metallfolie ist. 9 ist eine Schnittansicht der siebenten Ausführungsform, wobei (A) eine Schnittansicht im zusammensetzten Zustand ist und (B) eine erklärende Ansicht des Zusammensetzungsprozesses. In der Figur ist im Mittelbereich der Spitzenendfläche 33 der Anode 31 eine Vertiefung 34 gebildet, die sich in der Spitzenendfläche 33 öffnet. Außerdem ist ein Einsatzkörper 35 von der Anode 31 gesondert aus dem gleichen Material wie die Anode in einer Form ausgeführt, die mit der Öffnung 34 übereinstimmt, und dieser Einsatzkörper 35 ist durch ein Mittel wie etwa Einschlagen über ein dazwischenliegendes Puffermaterial 36 in die Öffnung 34 eingepresst/eingefügt.Next, a seventh embodiment of the present invention will be explained. The present embodiment is an application example in which the buffer material is a metal foil. 9 Fig. 12 is a sectional view of the seventh embodiment, wherein (A) is a sectional view in the assembled state, and (B) an explanatory view of the composition process. In the figure, in the middle region, the tip end surface is 33 the anode 31 a depression 34 formed, located in the top end surface 33 opens. Except that is an insert body 35 from the anode 31 Separately made of the same material as the anode in a mold with the opening 34 matches, and this insert body 35 is by a means such as impacting over an intermediate buffer material 36 in the opening 34 pressed / inserted.

Konkret ist ein Einsatzkörper 35 aus Wolfram in die Öffnung 34 der Spitzenendfläche der ebenfalls aus Wolfram bestehenden Anode 31 eingesetzt. Um das Einpressen des Einsatzkörpers 35 zu erleichtern, können die Öffnung 34 und der Einsatzkörper 35 in einer leicht verjüngten Kegelform ausgeführt werden. Das Puffermaterial 36 besteht aus einem Metallmaterial, dessen Streckspannung bei der gleichen Temperatur geringer als jene der Anode 31 und des Einsatzes 35 ist, konkret etwa aus Tantal, Molybdän, Niob oder Rhenium. Bei dieser Ausführungsform ist das Puffermaterial eine Metallfolie, die um den Außenumfang des Einsatzes 35 gewickelt und zusammen mit dem Einsatz 35 in die Öffnung 34 eingesetzt wird.Specifically, an insert body 35 made of tungsten in the opening 34 the tip end face of the also made of tungsten anode 31 used. To press in the insert body 35 To facilitate, can the opening 34 and the insert body 35 be performed in a slightly tapered cone shape. The buffer material 36 is made of a metal material whose yield stress at the same temperature is lower than that of the anode 31 and the use 35 is, for example, from tantalum, molybdenum, niobium or rhenium. In this embodiment, the buffer material is a metal foil that surrounds the outer periphery of the insert 35 wrapped and along with the insert 35 in the opening 34 is used.

An der äußeren Umfangsfläche des Einsatzkörpers 35 sind Ausweichrillen 60 für das Puffermaterial eingeschnitten, die sich in der Umfangsrichtung erstrecken. Die Ausweichrillen 60 können jeweils unabhängige einzelne Ausweichrillen sein, doch kann es sich auch um eine spiralförmig umlaufende Spiralrille handeln. Wenn sich der Einsatzkörper 35, der den Mittelbereich des Spitzenendes der Anode 31 bildet, thermisch ausdehnt und eine Hochtemperatur-Kriechverformung des Puffermaterials 36 zwischen dem Einsatzkörper 35 und dem ringförmigen Bereich an seinem Umfang hervorgerufen wird, wird auf diese Weise das Ausmaß der Wärmeausdehnung des Einsatzkörpers 35 aufgenommen und abgeschwächt, so dass keine Druckspannung durch den ringförmigen Bereich 33a am Umfang der Öffnung 34 erhalten wird. Als Folge kommt es auch nicht zu einer Verformung des Einsatzkörpers 35, der den Mittelbereich des Spitzenendes bildet, und es wird auch kein lokaler Vorsprung gebildet.On the outer peripheral surface of the insert body 35 are evasion grooves 60 cut for the buffer material extending in the circumferential direction. The evasion grooves 60 can each be independent individual escape grooves, but it can also be a spiral circumferential spiral groove. When the insert body 35 , which is the middle area of the tip end of the anode 31 forms, thermally expands and high temperature creep deformation of the buffer material 36 between the insert body 35 and the annular portion is caused at its periphery, in this way, the extent of thermal expansion of the insert body 35 recorded and attenuated, so no compressive stress through the annular area 33a at the periphery of the opening 34 is obtained. As a result, there is also no deformation of the insert body 35 , which forms the middle portion of the tip end, and no local projection is formed.

Wenn sich das Puffermaterial 36 durch eine Wärmeausdehnung plastisch verformt, dringt seine Ausdehnung wie in 10 gezeigt in die Ausweichrillen 60 am Außenumfang des Einsatzkörpers 35 ein und wird dort aufgenommen. Dadurch wird die Ausdehnung in der Achsenrichtung abgeschwächt, und es kommt nicht zum Vorspringen des Spitzenendes von der Spitzenendfläche 33 der Anode. Daher wird beim Ein- und Ausschalten der Lampe und auch bei der Ausführung des Voll-Standby-Leuchtbetriebs über eine lange Zeit hinweg ein lokales Vorspringen am Mittelbereich des Anodenspitzenendes verhindert, wird das Verdampfen des Anodenmaterials unterdrückt und wird zudem auch ein Vorspringen des Puffermaterials von der Anodenspitzenendfläche verhindert und kann dessen Verdampfen unterdrückt werden. Dadurch kann die mit dem Verdampfen dieser Materialien verbundene Abnahme der Beleuchtungsstärke in einem hohem Maß unterdrückt werden.When the buffer material 36 plastically deformed by a thermal expansion, its expansion penetrates as in 10 shown in the escape grooves 60 on the outer circumference of the insert body 35 and is recorded there. Thereby, the extension in the axis direction is weakened, and the tip end does not protrude from the tip end surface 33 the anode. Therefore, when the lamp is turned on and off, and also when the full standby lighting operation is performed for a long time, local protrusion is prevented at the central portion of the anode tip end, evaporation of the anode material is suppressed and, in addition, protrusion of the buffer material from the Anodenspitzenendfläche prevented and its evaporation can be suppressed. As a result, the decrease in illuminance associated with the evaporation of these materials can be suppressed to a great extent.

Bei der obigen Ausführungsform wurden die Ausweichrillen 60 am Einsatzkörper 35 ausgebildet, doch bei der in 11 gezeigten Ausführung sind Ausweichrillen 61 in die Innenfläche der Öffnung 34 der Anode 31 eingeschnitten. Auch bei dieser Ausführungsform funktionieren die Ausweichrillen 61 so wie die Ausweichrillen 60 der obigen ersten Ausführungsform; durch das Aufnehmen der Wärmeausdehnung des Puffermaterials 36 durch die Ausweichrillen 61 wird ein Vorspringen von der Spitzenendfläche 33 der Anode 31 verhindert.In the above embodiment, the escape grooves became 60 on the insert body 35 trained, but at the in 11 shown execution are evasion grooves 61 in the inner surface of the opening 34 the anode 31 cut. Also in this embodiment, the escape grooves function 61 like the escape grooves 60 the above first embodiment; by absorbing the thermal expansion of the buffer material 36 through the escape grooves 61 becomes a protrusion from the tip end surface 33 the anode 31 prevented.

Bei den in 9 bis 11 gezeigten Ausführungsformen sind die Ausweichrillen 60, 61 für das Puffermaterial in der Umfangsrichtung gebildet, doch bei der in 12 gezeigten Ausführungsform sind Ausweichrillen 62, die sich in der Achsenrichtung erstrecken, in die äußere Umfangsfläche des Einsatzkörpers 35 eingeschnitten. Die Wirkung, dass die Wärmeausdehnung des Puffermaterials 36 auch bei diesem Beispiel in die Ausweichrillen 62 eindringt und dort aufgenommen wird, so dass es nicht zu einem Vorspringen von der Spitzenendfläche 33 der Anode 31 kommt, entspricht jener der umfänglichen Ausweichrillen 60, 61 bei den obigen Ausführungsformen. Selbstverständlich können die Ausweichrillen 62 auch bei diesem Beispiel nicht auf Seiten des Einsatzkörpers 35, sondern auf Seiten der Öffnung 34 gebildet werden. Es wurde beschrieben, dass diese Ausweichrillen 60, 61, 62 an der Außenfläche des Einsatzkörpers 35 oder an der Innenfläche der Öffnung 34 der Anode 31 eingeschnitten/gebildet sind, doch können sie auch an beiden Flächen gebildet sein.At the in 9 to 11 The embodiments shown are the escape grooves 60 . 61 formed for the buffer material in the circumferential direction, but at the in 12 shown embodiment are escape grooves 62 extending in the axial direction into the outer peripheral surface of the insert body 35 cut. The effect that the thermal expansion of the buffer material 36 also in this example in the escape grooves 62 penetrates and is absorbed there, so that it does not protrude from the top end surface 33 the anode 31 comes, corresponds to that of the circumferential escape grooves 60 . 61 in the above embodiments. Of course, the escape grooves 62 also in this example not on the side of the insert body 35 but on the part of the opening 34 be formed. It has been described that these escape grooves 60 . 61 . 62 on the outer surface of the insert body 35 or on the inner surface of the opening 34 the anode 31 are cut / formed, but they can also be formed on both surfaces.

Was die Bildung dieser Ausweichrillen betrifft, können Ausweichrillen an der Außenfläche des Einsatzkörpers 35 zum Beispiel durch eine Schneidebearbeitung mit einer Drehmaschine oder durch eine Laserbearbeitung gebildet werden, während Ausweichrillen an der Innenfläche der Öffnung 34 der Anode 31 zum Beispiel durch eine Schneidebearbeitung mit einer Drehmaschine gebildet werden können. Die Querschnittform der Ausweichrillen ist grundsätzlich beliebig und kann beispielsweise dreieckig, trapezförmig oder zum Teil rund sein oder eine beliebige Kombination dieser Formen sein.As for the formation of these escape grooves, escape grooves may be formed on the outer surface of the insert body 35 For example, be formed by a cutting machining with a lathe or by a laser machining, while escape grooves on the inner surface of the opening 34 the anode 31 can be formed for example by a cutting machining with a lathe. The cross-sectional shape of the escape grooves is basically arbitrary and may for example be triangular, trapezoidal or partially circular or any combination of these forms.

Zum Vergleich der Anode der vorliegenden Erfindung mit einer herkömmlichen Anode und der Anode eines Vergleichsbeispiels wurden für eine auf der ersten Ausführungsform beruhende Anode der vorliegenden Erfindung, eine herkömmliche Anode und die Anode eines Vergleichsbeispiels Beleuchtungsversuche hinsichtlich des Ausmaßes des Vorspringens am Spitzenende und des Grads der Aufrechterhaltung der Beleuchtungsstärke vorgenommen. Die bei den Versuchen verwendeten Lampen wiesen eine eingeschlossene Quecksilbermenge von 30 mg/ccm auf. Was die Abmessungen der Anoden betrifft, betrug der Außendurchmesser 25 mm, die Gesamtlänge 40 mm und der Durchmesser der Spitzenendfläche 8 mm. Die Öffnung 34, die in der Anode der vorliegenden Erfindung und in der Anode einer Vorläuferanmeldung (Vergleichsbeispiel) gebildet war, wies einen Durchmesser von 7 mm auf, und die Länge des Einsatzkörpers 35 betrug 10 mm.For comparison of the anode of the present invention with a conventional anode and the anode of a comparative example, for an anode based on the first embodiment of the present invention Invention, a conventional anode and the anode of a comparative example lighting attempts made in terms of the extent of protrusion at the tip end and the degree of maintenance of the illuminance. The lamps used in the experiments had an included amount of mercury of 30 mg / cc. As for the dimensions of the anodes, the outer diameter was 25 mm, the total length was 40 mm, and the diameter of the tip end surface was 8 mm. The opening 34 formed in the anode of the present invention and in the anode of a precursor application (comparative example) had a diameter of 7 mm and the length of the insert body 35 was 10 mm.

Anodenanodes

  • Anode A der vorliegenden Erfindung: Elektrode, bei der an der Außenfläche des Einsatzkörpers 35 eine spiralförmige Rille 40 mit einer Tiefe von 75 μm und einer Steigung von 200 μm gebildet war.Anode A of the present invention: electrode, in which on the outer surface of the insert body 35 a spiral groove 40 was formed with a depth of 75 microns and a pitch of 200 microns.
  • Anode B des Vergleichsbeispiels: Elektrode, bei der im Einsatzkörper 35 und in der Öffnung 34 keine Ausweichrillen vorhanden waren (siehe 1).Anode B of the comparative example: electrode, in the insert body 35 and in the opening 34 no escape grooves were present (see 1 ).
  • Anode C des Stands der Technik: einstückig gebildete Elektrode ohne Einsatzkörper (siehe 8).Anode C of the prior art: integrally formed electrode without insert body (see 8th ).

Leuchtbedingungen und BewertungLighting conditions and rating

Ein Leuchtzyklus mit einer Eingangsleistung von 4 kW für 6 Sekunden und 2 kW für 26 Sekunden wurde wiederholt ausgeführt und nach einem 500 Stunden langen Leuchtbetrieb das Ausmaß (mm) des Vorspringens des Spitzenendes als Höhe des Vorspringens an der Anodenspitzenendfläche bewertet. Hinsichtlich des Grads der Aufrechterhaltung der Beleuchtungsstärke wurde die UV-Beleuchtungsstärke mit einer Wellenlänge von 365 nm (i-Linie) zu Beginn des Leuchtbetriebs unter den gleichen Leuchtbedingungen als Basis genommen und der Grad der Aufrechterhaltung der Beleuchtungsstärke nach dem 500 Stunden langen Leuchtbetrieb berechnet. Die Ergebnisse der obigen Versuche sind in der nachstehenden Tabelle 2 angeführt. Der Grad der Aufrechterhaltung der Beleuchtungsstärke ist in 13 gezeigt. Tabelle 2 Ausmaß des Vorspringens am Spitzenende (mm) Grad der Aufrechterhaltung der Beleuchtungsstärke (%) Anode A der vorliegenden Erfindung 0,2 96 Anode B des Vergleichsbeispiels 0,41 92 Anode C des Stands der Technik 0,94 86 A lighting cycle with an input power of 4 kW for 6 seconds and 2 kW for 26 seconds was repeatedly performed, and after 500 hours of lighting operation, the degree (mm) of protrusion of the tip end was evaluated as the amount of protrusion on the anode tip end surface. With regard to the degree of maintenance of illuminance, the UV illuminance having a wavelength of 365 nm (i-line) at the beginning of the lighting operation was taken as the basis under the same lighting conditions, and the degree of maintaining the illuminance after the 500-hour lighting operation was calculated. The results of the above experiments are shown in Table 2 below. The degree of maintenance of illuminance is in 13 shown. Table 2 Extent of protrusion at the tip end (mm) Degree of maintenance of illuminance (%) Anode A of the present invention 0.2 96 Anode B of the comparative example 0.41 92 Anode C of the prior art 0.94 86

Wie aus Tabelle 2 ersichtlich, betrug das Ausmaß des Vorspringens am Anodenspitzenende nach einem 500 Stunden langen Leuchtbetrieb bei der Anode C des Stands der Technik 0,94 mm, während bei der Anode B des Vergleichsbeispiels mit 0,41 mm eine Verbesserung bestand. Bei der Anode A der vorliegenden Erfindung wurde das Vorspringen weiter verbessert und mit 0,2 mm stark verringert. Als Folge wurde der Grad der Aufrechterhaltung der Beleuchtungsstärke der i-Linie wie in Tabelle 2 und 13 gezeigt von den 86% der Anode C des Stands der Technik auf 92% bei der Anode B des Vergleichsbeispiels verbessert, doch wurde mit der erfindungsgemäßen Anode A mit 96% eine weitere starke Verbesserung herbeigeführt.As can be seen from Table 2, the amount of protrusion at the anode tip end after 500 hours of lighting in the anode C of the prior art was 0.94 mm, while the anode B of the comparative example was improved by 0.41 mm. In the anode A of the present invention, protrusion was further improved and greatly reduced by 0.2 mm. As a result, the degree of maintenance of illuminance of the i-line as in Table 2 and 13 shown improved from the 86% of the anode C of the prior art to 92% at the anode B of the comparative example, but with the anode A according to the invention with 96%, a further strong improvement was brought about.

Da, wie oben erklärt wurde, bei der Kurzbogen-Entladungslampe nach der vorliegenden Erfindung ein von der Anode gesonderter Einsatzkörper über ein Puffermaterial aus einem Metall mit einer geringeren Streckspannung als jener des Anodenmaterials in eine im Mittelbereich des Spitzenendes der Anode gebildete Öffnung eingesetzt ist und an zumindest einem aus der Innenfläche der Öffnung der Anode und der Außenfläche des Einsatzkörpers Ausweichrillen für das Puffermaterial gebildet sind, ergeben sich die Wirkungen, dass es insbesondere bei der Anwendung des Voll-Standby-Leuchtverfahrens nicht zu einer Erhitzung des Mittelbereichs des Anodenspitzenendes und einem lokalen Vorspringen kommt und ein Verdampfen des Anodenmaterials infolge eines solchen Vorspringens des Mittelbereichs und eine Abnahme der Beleuchtungsstärke aufgrund einer durch ein solches Verdampfen entstehenden Schwärzung der Leuchtröhre unterdrückt werden können, bzw. dass auch bei einer Wärmeausdehnung des zwischen den Einsatzkörper und die Anodenöffnung eingesteckten Puffermaterials diese Ausdehnung in die Ausweichrillen eindringt und dort aufgenommen wird und es nicht zu einem Vorspringen von der Spitzenendfläche der Anode kommt, wodurch verhindert werden kann, dass das Puffermaterial übermäßig erhitzt wird und verdampft.As explained above, in the short-arc discharge lamp of the present invention, an insert body separate from the anode is inserted into a hole formed in the central portion of the tip end of the anode via a buffer material of a metal having a lower yield stress than that of the anode material At least one of the inner surface of the opening of the anode and the outer surface of the insert body evasion grooves are formed for the buffer material, there are the effects that, especially in the application of the full-standby lighting method not to a heating of the central region of the anode tip end and a local projection comes and evaporation of the anode material due to such a projection of the central region and a decrease in the illuminance due to a resulting from such evaporation blackening of the arc tube can be suppressed, or that even with a thermal expansion of the zwis Chen the insert body and the anode opening inserted buffer material penetrates this expansion in the escape grooves and is recorded there and there is no protrusion from the tip end surface of the anode, whereby the buffer material can be prevented from being excessively heated and evaporated.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - JP 10-188890 A [0003] - JP 10-188890 A [0003]
  • - JP 2000-181075 A [0004] JP 2000-181075 A [0004]

Claims (10)

Kurzbogen-Entladungslampe (1), bei der eine Anode (31) und eine Kathode (21) in einer Leuchtröhre (10) einander gegenüberliegend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode (31) an ihrem der Kathode gegenüber liegenden Spitzenende einen Mittelbereich und einen diesen Mittelbereich radial umgebenden Randbereich aufweist und zwischen Mittelbereich und Randbereich ein Puffermaterial (36, 41, 42, 47) aus einem Metall mit einer geringeren Streckspannung als jener des Anodenmaterials angeordnet ist.Short arc discharge lamp ( 1 ), in which an anode ( 31 ) and a cathode ( 21 ) in a light tube ( 10 ) are arranged opposite one another, characterized in that the anode ( 31 ) has at its end opposite to the cathode a central region and an edge region which radially surrounds this middle region, and a buffer material between central region and edge region ( 36 . 41 . 42 . 47 ) is disposed of a metal having a lower yield stress than that of the anode material. Kurzbogen-Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelbereich des Spitzenendes aus einem von der Anode (31) gesonderten Einsatzkörper (35) besteht und dieser Einsatzkörper (35) über das Puffermaterial (36, 41, 42, 47) in eine an der Anodenspitzenendfläche (33) gebildete Öffnung (34) eingesetzt ist.Short-arc discharge lamp according to claim 1, characterized in that the central region of the tip end of one of the anode ( 31 ) separate insert body ( 35 ) and this insert body ( 35 ) over the buffer material ( 36 . 41 . 42 . 47 ) into one at the anode tip end surface ( 33 ) formed opening ( 34 ) is used. Kurzbogen-Entladungslampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Puffermaterial (36, 41, 42, 47) aus einer Metallfolie besteht, die um den Einsatzkörper (35) gewickelt ist.Short-arc discharge lamp according to claim 2, characterized in that the buffer material ( 36 . 41 . 42 . 47 ) consists of a metal foil which surrounds the insert body ( 35 ) is wound. Kurzbogen-Entladungslampe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzkörper (35) aus einem ringförmigen ersten Einsatzkörper (37) und einem über ein Puffermaterial (41) in den ersten Einsatzkörper (37) eingesetzten zweiten Einsatzkörper (38) besteht.Short-arc discharge lamp according to claim 2 or 3, characterized in that the insert body ( 35 ) from an annular first insert body ( 37 ) and one via a buffer material ( 41 ) in the first insert body ( 37 ) used second insert body ( 38 ) consists. Kurzbogen-Entladungslampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der inneren Umfangsfläche des ringförmigen ersten Einsatzkörpers (37) Sprünge vorhanden sind, die sich an der Anodenspitzenendfläche (33) in Radialrichtung erstrecken.Short-arc discharge lamp according to claim 4, characterized in that on the inner circumferential surface of the annular first insert body ( 37 ) Cracks are present at the anode tip end surface ( 33 ) extend in the radial direction. Kurzbogen-Entladungslampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige erste Einsatzkörper (37) in mehrere Körper (37A) geteilt ist.Short-arc discharge lamp according to claim 4, characterized in that the annular first insert body ( 37 ) into several bodies ( 37A ) is shared. Kurzbogen-Entladungslampe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (34) eine Durchgangsöffnung (45) ist, die bis zum hinteren Ende der Anode (31) vordringt, der Einsatzkörper aus dem Elektrodenschaft (32) besteht und dieser Elektrodenschaft (32) in die Durchgangsöffnung (45) eingesetzt ist und sein Spitzenende (32A) an der Spitzenendfläche (33) der Anode (31) liegt.Short-arc discharge lamp according to claim 2 or 3, characterized in that the opening ( 34 ) a passage opening ( 45 ), which extends to the rear end of the anode ( 31 ), the insert body from the electrode shaft ( 32 ) and this electrode shaft ( 32 ) in the passage opening ( 45 ) and its tip end ( 32A ) at the tip end surface ( 33 ) of the anode ( 31 ) lies. Kurzbogen-Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelbereich des Spitzenendes und der ihn umgebende Randbereich durch eine ringförmige Öffnung (46) in der Spitzenendfläche (33) der Anode (31) voneinander getrennt sind und das Puffermaterial als Sintermetall in diese ringförmige Öffnung (46) eingefügt ist.Short-arc discharge lamp according to claim 1, characterized in that the central region of the tip end and the peripheral region surrounding it by an annular opening ( 46 ) in the tip end surface ( 33 ) of the anode ( 31 ) are separated from each other and the buffer material as sintered metal in this annular opening ( 46 ) is inserted. Kurzbogen-Entladungslampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der inneren Oberfläche der Öffnung (34) und/oder der äußeren Oberfläche des Einsatzkörpers (35) Ausweichrillen (60, 61, 62) für die Metallfolie (36) gebildet sind.Short-arc discharge lamp according to claim 3, characterized in that in the inner surface of the opening ( 34 ) and / or the outer surface of the insert body ( 35 ) Evasion grooves ( 60 . 61 . 62 ) for the metal foil ( 36 ) are formed. Kurzbogen-Entladungslampe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausweichrillen (60, 61, 62) in der Umfangsrichtung und/oder der Achsenrichtung gebildet sind.Short arc discharge lamp according to claim 9, characterized in that the escape grooves ( 60 . 61 . 62 ) are formed in the circumferential direction and / or the axis direction.
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